21/7/2019
Diálogos con la ciencia

El tamaño no importa o por qué los elefantes no escriben poemas

Jorge Wagensberg conversa una vez al mes con científicos españoles. Esta semana, con Javier DeFelipe

Jorge Wagensberg - 16/10/2015 - Número 5
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El tamaño no importa o por qué los elefantes no escriben poemas
Iker Ayestaran

Conocer de cerca a Santiago Ramón y Cajal, premio Nobel  de 1906 en Fisiología y Medicina, ya no es posible, pero hay algo que se le parece bastante: conocer de cerca a Javier DeFelipe, del Instituto Cajal (CSIC). El primero abrió toda una disciplina científica en cuyas publicaciones es, aún hoy, de los autores más citados. Cajal y DeFelipe se ocupan de los mismos temas y comparten las mismas preocupaciones. Buena parte de los materiales de Cajal constituyen un legado al cuidado de DeFelipe, que continúa con su equipo muchas de sus líneas de investigación. Todo lo demás ha cambiado: tecnología de la observación, de la simulación y del cálculo. Conocí a DeFelipe en la concepción de un proyecto común:  una exposición sobre la ciencia y el arte de las neuronas para CosmoCaixa. Diez años después la muestra sigue viajando por todo el planeta, repartiendo inteligencia y belleza.

¿Dónde está la fuerza del genio de Cajal, en su capacidad de observar, de interpretar, de imaginar, en su método…?

Tenía una capacidad extraordinaria para interpretar las imágenes microscópicas. Cajal veía muchos detalles del sistema nervioso que sus colegas no veían. Su ventaja no estaba en disponer de mejores microscopios o métodos de tinción más avanzados. No todos los que miran lo mismo ven lo mismo. En la diferencia está el genio.

Quieres decir: observar ya es una primera forma de conocer, una fase en la que el investigador ya toma partido entre  lo que considera esencial y lo que considera anecdótico… Por eso es importante el dibujo científico, ¿no? … Porque se dibuja lo que se ve, no lo que se mira.

Claro. Por eso es tan importante el dibujo de Cajal. En aquella época ya se sabía que todo consistía en corrientes eléctricas que iban de un lado a otro del cerebro. Pero ¿por dónde pasaba esa corriente si las neuronas se veían como células independientes? La opinión general era que estaban conectadas entre sí por una complejísima maraña de prolongaciones, pero a Cajal eso le pareció una idea muy rígida, incompatible con la evidente plasticidad del cerebro: el cerebro cambia, es una de sus prestaciones más notables. Si todos los cables están fijados en una red, como ocurre con un dispositivo electrónico, entonces, ¿cómo podría aprender un cerebro? Esto significa que tenía que haber algo más de lo que se podía ver en aquel momento. Por eso fue tan importante el dibujo. Y más en aquel entonces, cuando la fotografía estaba en sus inicios. No se podía ser científico sin ser también artista. Mirar una preparación del cerebro es como mirar un bosque. Hay miles de detalles, pero nadie dibuja todo lo que ve, sino solo aquello que le parece relevante.

Cajal vio cosas que otros insignes colegas ignoraron. Por ejemplo: las llamadas espinas. Golgi las miró y no las dibujó mientras que Cajal las miró, las vio y ¡las dibujó! Los dos recibieron el premio Nobel conjuntamente, pero las espinas quizá marcan la diferencia entre un genio y otro que solo es un premio Nobel.

“La visión del cerebro que tenía Cajal era revolucionaria y obligaba a un cambio radical de paradigma”

Bueno, no hay duda de que Golgi es otro genio monumental. Para empezar inventó el sistema de tinción que usó Cajal y la verdad es que descubrió muchas estructuras interesantes (como el aparato que lleva su nombre). Sin embargo, la visión de Cajal era revolucionaria y obligaba a un cambio radical de paradigma. Por eso el debate llegó a ser amargo en algunos momentos. En su discurso de la entrega del Nobel en 1906, Golgi llegó a decir que la teoría de Cajal estaba obsoleta, que ya se había demostrado que era un gran error. Y claro, a Cajal, sentado allí mismo con su Nobel en la mano,  el comentario le sentó fatal. 
 

Pocos creían en las neuronas como células independientes, ¿no?

Pocos, en efecto, y se comprende. Lo lógico en aquella época era pensar que no hay separación física entre las células nerviosas. Cuando Cajal empezó casi nadie le hacía caso. Es curioso cómo, a veces, lo que determina el éxito de una empresa científica  es casi una anécdota. La aceptación de Cajal está bien fijada en el tiempo por una historia deliciosa. Ocurrió en un congreso internacional en Berlín celebrado en 1889. Allí estaba uno de los grandes de la época, el suizo Albert Kölliker. Al parecer Cajal lo tomó del brazo y se lo llevó, casi a la fuerza, a ver sus preparaciones. Al poco rato Kölliker dijo a los presentes: creo que todo el mundo debería conocer a este señor. Hoy en día todo lo que se hace en esta ciencia sigue la teoría neuronal, la teoría que Cajal más defendió.

Esto me hace pensar una vez más que tener una gran idea no es suficiente en ciencia ni en arte. Como mínimo hacen falta dos cosas más: darse cuenta de que la idea es trascendente y, además, convencer de ello  a los demás. Pocos consiguen las tres cosas, como hizo Cajal. 

Ocurre todos los días: científicos brillantes y productivos siguen siendo unos perfectos desconocidos. El mismo método de Golgi pasó más de 18 años sin que nadie le hiciera mucho caso. Fue Cajal el que lo hizo famoso. El soplo se lo dio Luis Simarro, un psiquiatra amigo aficionado a la histología. Todas aquellas técnicas, incluso las más avanzadas, requerían matar y fijar la célula. Pero resulta que la neurona, aunque no lo parezca, es una unidad muy dinámica. En el caso de las espinas hemos podido ver auténticas maravillas. Siempre hubo un gran debate sobre si las espinas eran elementos estáticos o dinámicos. En los dibujos de Cajal ya se puede apreciar que una neurona puede tener del orden de 15.000 o 20.000 espinas con una gran variedad de formas y posiciones. Y ahora resulta que, de la noche a la mañana, vemos cómo se mueven las espinas de miles de millones de neuronas.

Las neuronas se sirven de las espinas para “hacer manitas” sin cesar,  para buscarse y conectarse…

Ni más ni menos. Años y años discutiendo y elaborando teorías y de repente una nueva técnica de observación nos permite un salto de gigante. Por eso no se puede ser sino optimista con lo que nos depara el futuro. Una nueva técnica puede abrir de repente todo un nuevo universo. La física sigue siendo crucial para el avance de las ciencias naturales, pero no hay que olvidar tampoco la matemática, una herramienta y un lenguaje que también acelera la neurociencia. Hacen falta matemáticas incluso para analizar las imágenes de microscopía. Ahora generamos mucha más información de la que podemos procesar manualmente. Por eso estamos entrenando a ordenadores para que hagan el trabajo.  Física, matemáticas, genética, simulación… todo es necesario en la investigación actual de un objeto tan complejo.

Quizás estamos en el límite de un sistema (el cerebro-sujeto) pretendiendo comprender algo de su misma complejidad (el cerebro-objeto).

Por eso estamos en un proyecto nuevo que asume que un único cerebro nunca podrá comprender esa complejidad llamada cerebro. La idea es que el sujeto de conocimiento no ha de ser un cerebro individual, ni dos, ni tres, sino lo que bien podríamos llamar un cerebro colectivo. Un cerebro nunca podrá entenderse a sí mismo, pero el cerebro de muchos quizás sí pueda. La inteligencia colectiva tampoco es fácil de conseguir en ciencia, sobre todo cuando, como en este caso, el abordaje ha de ser interdisciplinar. Si supiéramos ser más planos, más humildes y los egos no tiraran tan fuerte…

… si fuéramos todos más a favor de los proyecto que cada uno a favor de sí mismo. 

Eso es. Muchos científicos son escépticos sobre el futuro del conocimiento del cerebro humano. Por un lado, y por razones obvias, no podemos realizar ciertos experimentos en un cerebro humano vivo y, por otro, esa sinergia global es tan difícil y la complejidad del cerebro es tal que parece imposible conocer sus misterios… Pero yo soy optimista, Cajal no se podría creer el avance que hemos conseguido desde sus tiempos. Imagínate dónde estaremos dentro de 50 o 100 años. Me gustaría poder volver, aunque solo fuera un momento, para verlo.

Esto me hace pensar que el propio cerebro es una individualidad de individuos (las neuronas) conseguida por la evolución a golpe de selección natural.

Es cierto. Las células, por un lado, se especializan para ganar eficacia, pero, por otro, se coordinan  para cumplir toda clase de funciones. Así se logró el cerebro de los animales, una máquina perfecta para anticipar la incertidumbre del entorno. 

Déjame que someta una fantasía a tu sabiduría. Los primeros animales estaban fijos en una roca o viajaban a la deriva, por lo que siempre que comían lo hacían por pura casualidad. Si no tenían cerebro es porque no lo necesitaban para nada. Sin embargo, cuando el alimento empezó  a escasear en el entorno inmediato hubo que inventarse el cerebro para salir de casa a buscar comida (¡y la memoria para volver a ella!) 

Bueno, yo no estoy tan seguro de eso, porque muchos microorganismos se mueven también y buscan comida por procedimientos automáticos. ¿Cómo surge el cerebro humano? Entre el Austrolopithecus afasrensis, que caminó sobre dos pies en Laetoli, hasta Armstrong, que hizo lo propio en la Luna, también debieron de ocurrir cosas extraordinarias, ¡y en muy poco tiempo!

Una hormiga también tiene una inteligencia automática. No tiene plan B cuando falla el plan A. Si tiene plan B es que ya es otra hormiga. Si no me equivoco, es el pulpo el primero que tiene un plan B (el calamar no lo tiene).

“Las cucarachas no han tenido ningún avance cerebral en 80 millones de años, pero su éxito evolutivo es increíble”

Las cucarachas, por ejemplo, no han tenido ningún avance cerebral en 80 millones de años. Y sin embargo su éxito evolutivo es increíble. No creo que nuestro cerebro nos permita vivir 80 millones de años más. 

Depende de si progresar es seguir vivo o escribir poemas…

La ternura de los mamíferos con sus crías, la abstracción, el gozo intelectual delante de una obra de arte… Todas esas prestaciones suponen saltos tremendos en la evolución del cerebro. Quizá lo comprendamos algún día.

Acabo de leer un artículo tuyo que discute la complejidad de un cerebro en relación a su tamaño. Siempre he protestado a los paleoantropólogos por esa fijación (que aún persiste) de clasificar la inteligencia de  los distintos homínidos por el tamaño de su cerebro…

Una cosa está clara: durante la evolución humana el cerebro ha crecido mucho en relación con el resto del cuerpo. Pero también es cierto que esa tendencia no se puede extender sin más dentro de la diversidad de los homínidos y humanos. Solo entre humanos las excepciones son ya muy numerosas. Por ejemplo, Anatole France tenía un cerebro de solo 1 kilo y el de Lord Byron apenas llegaba a 2. Lo relevante no es tanto el tamaño del cerebro como el número de neuronas y la forma en que estas se organizan para conectarse entre sí. Insisto: hace 100.000 años teníamos el mismo cerebro que ahora, pero solo lo usábamos para cazar y poco más. Hoy hacemos arte y ciencia. Hace ocho millones de años nos separamos de los chimpancés, pero poco es el conocimiento que pueden adquirir hoy en día por mucho que se los entrene.  En cambio un Homo sapiens de hace 100.000 años nacido en un entorno actual se desarrollaría con toda normalidad. La parte automática (o genética) que rige las funciones básicas instintivas es la misma, pero nosotros tenemos además un formidable bosque neuronal, un regalo sin límites conocidos para usarlo como nos plazca.

Permíteme una anécdota. Hace unos meses viajaba en un autobús de científicos brasileños hacia unas jornadas en las afueras de Río de Janeiro. La joven que se sentaba a mi lado se confesó neurocientífica de modo que, para iniciar la conversación, dejé caer aquel precioso tópico de que hay tantas neuronas en un cerebro como estrellas en toda galaxia, es decir, unos 100.000 millones. “No creas, no creas”, me respondió muy seria. “Yo he descubierto que nadie las había contado,  yo me he inventado un método para hacerlo y me han salido solo 85.000 millones. Y también he comprobado que un elefante tiene una densidad neuronal mucho menor que la nuestra.” 

¡Ya sé con quién hablabas! Con la mismísima  Suzana Herculano-Houzel.

¡Exacto! Así comprendí por fin por qué los elefantes no escriben poemas. Tuve que contenerme para no besarla allí mismo.

Ni siquiera el número total de neuronas es tan importante, sino la capacidad del cerebro para organizarse ante los retos del entorno. Lo dicho: tenemos el mismo cerebro que hace 100.000 años, pero hasta hace poco no hemos sido capaces de inventar internet.

Muchos piensan que hablar de inteligencia artificial es un abuso del lenguaje, pero el día en el que una máquina piense de verdad no está tan lejos, ¿no? Es un viejo sueño de la ciencia ficción (‘Blade Runner’, ‘2001: Odisea del espacio’…)

El trabajo de miles de científicos de todo el mundo empuja consciente o inconscientemente en esa dirección: conseguir máquinas pensantes, incluso máquinas “sintientes”. El mismo día que sepamos cómo funciona un cerebro humano, sabremos cómo construir una máquina que haga lo mismo. ¿Por qué no? Hay un ambicioso proyecto de mi amigo Henry Markram, llamado Blue Brain (con la versión española Cajal Blue Brain que dirijo), destinado a crear una corteza cerebral in silico. Pero quizá haya que volver dentro de cinco siglos para ver cómo funciona esta corteza digital.